Penicyliny, antybiotyki penicylinowe

Penicyliny, antybiotyki penicylinowe (ATC J 01 C) - szeroko stosowana grupa bakteriobójczych antybiotyków; najstarsza grupa antybiotyków β-laktamowych.

Penicylina to antybiotyk β-laktamowy otrzymywany przy użyciu pleśni Penicillium. W swej strukturze chemicznej zawiera pierścień tiozolidynowy sprzężony z pierścieniem beta laktamowym. Przedstawicielami penicylin są: penicylina benzylowa, penicylina fenoksymetylowa.

Spis treści
1 Mechanizm i zakres działania
2 Podział z wyszczególnieniem profilu działania
3 Właściwości
4 Odkrycie penicyliny
5 Powikłania

Mechanizm i zakres działania

Mechanizm działania penicylin jako antybiotyków polega na blokowaniu aktywności enzymów bakteryjnych - transpeptydaz (PBP) biorących udział w ostatnim etapie syntezy peptydoglikanu ściany komórki bakteryjnej. Do zablokowania PBP może dojść dzięki strukturalnemu podobieństwu penicylin do naturalnego substratu dla enzymu, czyli układu dwóch reszt alaniny będącego częścią podstawowej jednostki budującej mureinę - składnika ściany komórkowej bakterii. Penicylina łączy się z transpeptydazą w jej centrum aktywnym i w ten sposób blokuje jej aktywność. Komórka bakteryjna pozbawiona prawidłowo działającego enzymu nie jest w stanie syntetyzować ściany bakteryjnej. Prowadzi to do upośledzenia jej zdolności życia w niekorzystnych warunkach środowiska - zwiększa sie przepuszczalność ściany komórkowej. Takie uszkodzenie prowadzi po pewnym czasie do zwiększenia aktywności bakteryjnych enzymów autolitycznych, powodujących samozniszczenie bakterii.

Działanie bakteriobójcze penicylin zależy od czasu w którym stężenie antybiotyku w ognisku zakażenia jest wystarczająco wysokie, żeby wywrzeć działanie na bakterie chorobotwórcze, czyli przekracza wartość MIC wobec szczepu odpowiedzialnego za zakażenie. Spektrum działania:

• paciorkowce (Streptococcus pneumoniae)
• gronkowce – (gronkowce wrażliwe na penicylinę są zawsze wrażliwe na metycilinę)
• beztlenowe ziarenkowce
• Clostridium i Actinomyces
• dwoinki Gram-ujemne
• krętki (Treponema, Borrelia, leptospiry)
• Bacillus anthracis, Pasteurella
• gonokoki i miningokoki

w związku z tym penicyliny stosuje sie w leczeniu zakażeń takich jak:

• zakażenia paciorkowcowe: angina, zapalenie ucha środkowego, ropnie, ropowice, posocznice
• zakażenia gronkowcowe: ropnie, zapalenie szpiku, posocznice
• rzeżączka
• zapalenie pneumokokowe płuc, zapalenie meningokokowe opon mózgowych
• błonica
• tężec
• wąglik
• kiła

Podział z wyszczególnieniem profilu działania

Ze względu na budowę chemiczna penicyliny można podzielić na:

• penicyliny naturalne: benzylopenicylina
  • wąski zakres działania, głównie na bakterie Gram-dodatnie i tylko nieliczne Gram-ujemne
• fenoksypenicyliny: V-cylina, propicylina
• izoksazolilopenicyliny: oksacyklina, kloksacyklina, flukloksacyklina
• aminopenicyliny — ampicylina, piwampicylina, amoksycylina
  • szerszy zakres działania niż benzylopenicylina, działają na bakterie Gram-dodatnie, Gram-ujemne i niektóre pałeczki tlenowe.
• karboksypenicyliny — tikarcylina, karbenicylina
  • działają słabiej na drobnoustroje Gram-dodatnie, ale mają szerszy zakres działania na bakterie Gram-ujemne, działają m.in. na Pseudomonas aeruginosa, Proteus, Enterobakterie
• ureidopenicyliny — azlocylina, mezlocylina
  • mają szerokie spektrum działania, niszczą drobnoustroje Gram-dodatnie, Gram-ujemne, tlenowe i beztlenowe. Działają również na Pseudomonas aeruginosa
• amidynopenicyliny — mecylinam, piwmecylinam
  • działają głównie na drobnoustroje Gram-ujemne, w tym na: Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Klebsiella i inne
• piperazylopenicyliny — piperacylina

Właściwości

Penicyliny dość dobrze wchłaniają się z jelit, jednak są wrażliwe na niskie pH w związku z czym rozkładają się do związków nieaktywnych w kwasie żołądkowym. Z tego względu klasyczne penicyliny, karboksypenicyliny, amidynopenicyliny i ureidopenicyliny podaje się z reguły pozajelitowo. Niektóre półsyntetyczne pochodne, takie jak V-cylina, kloksacylina, oksacylina, ampicylina i wiele innych są odporne na działanie kwasu i można je podawać doustnie.

Podstawowymi zaletami penicylin są: niska toksyczność narządowa, znakomity efekt bakteriobójczy, dobra penetracja do narządów i tkanek (zwłaszcza w stanie zapalnym), natomiast wadami znaczna wrażliwość na β-laktamazy, szybka eliminacja z ustroju (konieczność częstego dawkowania), a także możliwość wystąpienia odczynów uczuleniowych (alergii).

Łatwość wytwarzania się alergii na penicyliny stanowi jedno z najważniejszych ograniczeń ich stosowania. Reakcje uczuleniowe, ze względu na swoja siłę, mogą być bardzo niebezpieczne i prowadzić nawet do wstrząsu uczuleniowego i śmierci pacjenta. W związku z tym, przed zastosowaniem penicylin, zwłaszcza dożylnie, powinno się przeprowadzać testy uczuleniowe.

Antybiotyki β-laktamowe bezpiecznie kojarzy się aminoglikozydami. Efektem jest synergizm lub addycja, nigdy antagonizm. Powyższe skojarzenie istotne jest w leczeniu zakażeń wsierdzia (bakteryjnych). Penicyliny można kojarzyć także z cefalosporynami.

Mechanizmy wytwarzania oporności bakterii polegają na zdolności syntezy β-laktamaz (penicylinaz), które je rozkładają.

Odkrycie penicyliny

Pierwszy raz fakt występowania substancji hamujących rozwój niektórych bakterii chorobotwórczych opisał w 1897 r. francuski lekarz wojskowy Ernest Duchesne w swojej rozprawie doktorskiej pt. "Antagonizm między pleśniami i mikrobami". Odkrycie to nie zostało jednak przez nikogo rozwinięte, a sam odkrywca zmarł w 1912 r. na gruźlicę, która mogłaby być wyleczona, gdyby efektem badań Francuza było wyizolowanie składnika czynnego odpowiedzialnego za opisane zjawisko.

Powtórnego odkrycia dokładnie tego samego zjawiska dokonał (jak głosi legenda – przypadkiem, gdyż w wyniku bałaganu w laboratorium, na resztkach pożywienia zaczęły wzrastać drobnoustroje) 30 września 1928 r. Alexander Fleming, jednak i jemu nie udało się wyizolować substancji czynnej, choć stwierdził, że jej skuteczne działanie ma miejsce nawet przy bardzo dużym rozcieńczeniu. W 1938 r. grupa trzech naukowców, w skład której obok Fleminga weszli Howard Walter Florey oraz Ernst Boris Chain, wyizolowała składnik czynny zakładając rok później pierwszą na świecie wytwórnię penicyliny. Za swoje odkrycie zostali oni uhonorowani w 1945 r. Nagrodą Nobla.

Powikłania

Do powikłań stosowania penicylin należą:

• zespół Hoigné
• reakcja Jarischa-Herxheimera
• wstrząs anafilaktyczny

Weryfikacja merytoryczna : Lek. med. Jan Paradowski

zródla: wikipedia, licencja: GNU FDL, autorzy, mjj
data modyfikacji: 24.06.2009, avs